粉土路基动力稳定性分析

摘要

郑州到民权的一段高速公路兼作飞机的跑道，其路基为粉土或粉砂土，路堤主要用粉土填筑。考虑到粉土路基在地震荷载和交通荷载作用下可能出现不均匀沉降、车辙、裂缝、路基的液化等工程隐患，本文采用FLAC3D软件对该段路基建立三维数值分析模型，分别研究了地震荷载、车辆荷载、飞机荷载作用下该段路基的动力稳定性，得到的主要结论如下:
　　 (1)当采用摩尔库仑模型描述路基粉土时，地震过程中不会发生液化，但在路基坡脚处会出现瞬时屈服现象。当采用Byrne液化模型描述路基粉土的动力响应时，随着烈度的增大，屈服范围增大，路面沉降和边坡位移增大，路基内孔压累积现象显著，液化可能性增大。特别地，当加速度峰值为0.1g时，坡面和坡底将发生拉裂破坏，路基有液化的可能，加速度峰值达到0.2g时，路面、坡面和坡底均发生拉裂破坏，路基下将有较大范围的液化。
　　 (2)在车辆荷载作用下，路基中存在孔压累积的现象。随着加载频率的增大，孔压累积值增大，且当频率较小（1Hz和2Hz）时，随着加载次数的增大，孔压累积值逐渐趋于稳定，但频率为5Hz时，随着加载次数的增大，孔压累积值一直增大，路堤坡面局部会出现拉裂破坏，路基有发生液化的可能。这说明车流量过大对路堤边坡稳定性有很大影响。
　　 (3)飞机荷载作用下的各种规律与车辆荷载作用时相似，随频率增大和加载次数的增加，孔压累积值增大，且明显大于汽车荷载作用时。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 粉土的研究现状

1．3 粉土的动力特性研究现状

1．4 本文的主要研究内容

2 土动力特性及FLAC3D计算方法简介

2．1 动力问题和动荷载

2．2 土的动力本构模型

2．2．1 土的骨架曲线和滞回曲线

2．2．2 土动力计算中几种常用的本构模型

2．3 动力作用下土的孔压增长模型

2．4 FLAC3D计算方法简介

2．4．1 FLAC3D简介

2．4．2 FLAC3D动力分析过程简介

2．4．3 力学阻尼

3 地震荷载时粉土路基的稳定性分析

3．1 地震液化判断准则

3．2 地震波的调整

3．3 工程概况及参数取值

3．4 计算步骤

3．5 动力计算结果分析

3．5．1 摩尔库仑模型下的计算结果

3．5．2 Byrne液化模型下的计算结果

3．5．3 不同地震加速度分析比较

3．6 小结

4 交通荷载下粉土路基的稳定性分析

4．1 交通荷载特性

4．2 计算模型的建立及参数取值

4．3 计算结果

4．3．1 车辆荷载作用

4．3．2 加载频率的影响

4．3．3 飞机荷载计算结果

4．4 小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢